专利名称：水凝胶隐性镜片的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有改进的润湿性的水凝胶隐性镜片，和特别是具有IPN(互穿聚合物网络)内部结构的复合膜的水凝胶隐性镜片，其通过使含有丙稀酰基单体和低聚糖和可选的有机硅化合物作为主成分的用于隐性镜片的组合物交联而制备。由于本文的隐性镜片中存在低聚糖，可以使拉伸强度和润湿性最大化，以提供优越的佩戴感觉，和即使在长期储存在护理溶液例如洗涤溶液、储存溶液和除蛋白质溶液中之后也维持润湿性。
背景技术：
21世纪，利用书本和计算机的短距离工作增加，这是工业化后数字和信息倾向所带来的，从而危害眼睛的健康。最广泛用于隐性镜片的水凝胶材料是形成网络结构的聚合物，其中单体通过交联剂互相结合。首先用于隐性镜片的水凝胶是聚(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯(聚HEMA，通常称为HEMA))，由Wichterle在20世纪60年代开发。聚HEMA是其中羟基乙基甲基丙烯酸酯单体通过交联剂(EGDMA)以最简单的方式互相结合的均聚物。由于以下的原因，聚HEMA最广泛用于隐性镜片它具有非常柔软的结构，且对PH和温度变化是稳定的，容易获得；通过利用聚HEMA可以容易地制备隐性镜片。然而，由于相对低的润湿性长时间佩戴聚HEMA可以导致不舒适，例如角膜浮肿，充血和疼痛。因此，需要开发新型产品来克服聚HEMA的润湿性。过去数十年，有机硅-橡胶-基镜片已经用于治疗和儿科的目的。尽管润湿性和耐久性是优异的，但是有机硅-橡胶镜片具有许多临床缺点。例如，因为眼泪不能流动穿过镜片，所以镜片经常粘住眼球，而极高疏水性的镜片经常引起脂类沉积在眼球表面上。通过使用有机硅单体和水凝胶单体制备有机硅水凝胶材料，该有机硅水凝胶材料被开发用于克服有机硅-橡胶镜片的缺点。有机硅成分提供高的氧渗透程度，和水凝胶成分增大挠性、溶解性和眼泪输送，因此促进镜片的移动。然而，有机娃水凝胶通过使用具有不均勻性质的两种不同单体(即有机硅和水凝胶单体)的组合制备，因此需要用于适当混合两种不同单体的技术。市售有机硅-水凝胶镜片的实例是CIBA Vision的R)cus Night & Day, Bausch & Lomb 的 PureVision,禾口 Vistakon 的 Acuvue Advance。Night & Day和Rirevision批准用于通宵使用，而Acuvue Advance仅批准用于日常使用。已经报道市售有机硅-水凝胶镜片需要对润湿性进行改进，已经进行了通过对镜片表面改性而改进镜片润湿性的尝试。国际专利公开No. WO 06/039466公开了使用多种亲水性聚合物例如聚酰胺-基、聚内酯-基、聚酰亚胺-基、聚内酰胺-基聚合物作为内部润湿剂，制备有机硅水凝胶镜片的方法。然而，从临床的角度来看，它没有公开润湿效果，且据报道，以几到几十百分比的量含有的内部润湿剂是隐性镜片中所需的劣化固有性质。另外，已经进行了对开发用于维持有机硅水凝胶隐性镜片中水含量的镜片护理溶液的尝试。WO 06/009101公开了制备包含聚乙烯醇(PVA)、纤维素和三十碳六烯作为主成分的溶液以避免湿分蒸发的方法。然而，它不是有效的，因为湿分的维持根据隐性镜片表面上的亲水性官能团而变化。Journal of Korean Oph. Opt. Soc. 11,27(2006)制备了作为维持镜片润湿性的一种方式的镜片护理溶液，并且将所制备的溶液和市售护理溶液之间的所得接触角进行了比较。润湿性根据用于制备镜片的材料和护理溶液种类而变化。美国专利 No. 4，820，352公开了一种组合物，其包含表面活性剂和山梨酸作为保存溶液，用于补充隐性镜片的润湿性。然而，已经报道，该技术可能刺激镜片佩戴者的眼睛，和降低镜片的耐久性。韩国专利公开No. 2001-007722公开了多功能镜片护理溶液，用于除蛋白质、洗涤和镜片护理溶液的目的，其包含分子量为5，000或更高的多醣、非离子型表面活性剂和胶原衍生物作为主成分。润湿性的增加是临时性的，因为它不是通过镜片中元素组分的变化而获得的增加。作为对同时克服所有前述问题的尝试的结果，已经获得了本发明。即，隐性镜片的润湿性质通过本发明中适当材料的聚合、而不是表面改性或镜片护理溶液而增加。通过使用本文的隐性镜片，发现可以长时间维持相对高的水含量程度，完成了本发明。
发明内容
技术问题本发明致力于提供用于隐性镜片的组合物，其可以改进镜片中的润湿性质和机械性质例如拉伸强度。本发明也致力于提供一种隐性镜片，其可以长时间维持高水平的氧含量，而不导致眼科疾病例如眼球干燥症和角膜浮肿。本发明还致力于提供一种本文的隐性镜片，甚至在护理溶液例如洗涤溶液、储存溶液和除蛋白质溶液中长期储存之后，所述隐性镜片也可维持润湿性。技术解决方案本发明公开一种用于隐性镜片的组合物，包含(a)丙稀酰基单体，30-99.99wt%; 和(b)低聚糖，0. 01-70wt%o本发明还公开了一种用于隐性镜片的组合物，包含(a)丙稀酰基单体 30-99. 98wt% ； (b)低聚糖 0. 01_20wt% ；和(c)有机硅化合物，0. 01_50wt%。本发明还公开了一种水凝胶隐性镜片，其是通过使本发明组合物交联而制备的复合膜。本发明还公开了一种水凝胶隐性镜片，其是一种复合膜，具有IPN内部结构， 3-15kg/cm2的拉伸强度，30-75%的水含量，40-150°的润湿角和0. 3-1. 6MPa的弹性。有益效果本文的水凝胶隐性镜片是具有IPN内部结构的复合膜，由于多种性质例如拉伸强度、水含量、润湿角和弹性的优异，长时间佩戴感觉良好，虽然显示导致眼科疾病例如眼球干燥症和角膜浮肿的较小机会。本文的隐性镜片通过使包含丙稀酰基单体和低聚糖作为重要成分的组合物交联而制备，因此在洗涤、护理或储存溶液中不会物理劣化。
图1是对比例2中制备的隐性镜片的顶光谱。图2是实施例3中制备的隐性镜片的顶光谱。
具体实施例方式本发明中公开的用于隐性镜片的组合物包含丙稀酰基单体和低聚糖作为重要组分。低聚糖是用于眼球的生物相容性有机材料，用丙稀酰基单体交联，因此形成具有 IPN亚结构的复合膜。IPN亚结构中存在孔，气体或液体可以移动通过这些孔。隐性镜片所要求的多种性质例如水含量很大程度上根据复合膜的IPN内部结构中孔的尺寸和分布而变化。本发明中，将低聚糖用作控制IPN亚结构中孔的尺寸的重要成分。特别地，通过以使得镜片可以容易与水结合且可以增大氧含量和渗透性的方式改变内部结构，可以实现控制眼睛中的湿度和改进镜片的拉伸强度。低聚糖是包含通过糖苷键互相连接的2-1，000个单体、优选5-500个单体的低聚物。低聚糖可以是植物中存在的天然低聚糖或通过部分分解多醣制备的合成低聚糖。大多数天然低聚糖是二糖例如蔗糖、麦芽糖和乳糖，以及也包含低聚糖的糖蛋白和糖脂。另外， 可以通过化学或物理裂解方法，制备具有控制粘度的低聚糖。作为化学方法，多醣(例如， 淀粉，纤维素，糖原，壳多糖，果胶，硫酸软骨素，海藻素，角叉菜胶和氨基多糖)的分子结构可以例如通过利用适当的酸和键的水解、或通过臭氧(O3)处理而分解。在本发明中可以不受限制的使用多种用于分解多醣分子结构的已知方法。本文的低聚糖的实例不受限制的包括蔗糖低聚糖，麦芽糖低聚糖，乳糖低聚糖，葡萄糖低聚糖，葡萄糖胺低聚糖，N-乙酰基葡萄糖胺低聚糖，吡喃葡糖苷低聚糖，葡糖胺聚糖低聚糖(例如，软骨素或它的盐，皮肤素或它的盐，角质素或它的盐，类肝素或它的盐，乙酰透明质酸和肝素)，半乳糖醛酸低聚糖，纤维二糖低聚糖和海藻素低聚糖。虽然低聚糖可以充分改进镜片的润湿性，本文的低聚糖可以通过离子交换用亲水性基团取代，以使润湿性最大化。亲水性取代基的比例可以是低聚糖总重量的5-100wt%， 优选20-100wt%。亲水性基团的实例不受限制的包括羟基(-0H)，羧酸(-C00H)，羧酸酯 (-C00R，R = CV6 烷基)，酮(-C0-)，醛(-C0H)，酰胺(-NHC0-)，烷酸酯(RC00-，R = C1^6 烷基)和羟基甲基(-CH2OH)基团。低聚糖的粘度可以根据单体的数目而变化。本文的低聚糖的粘度为30-20，OOOcP， 优选100-10，OOOcP0当低聚糖的粘度低于30cP时，保留水的性质可能由于分子量的下降而劣化。当粘度高于20，OOOcP时，单体可能没有充分混合，可能形成泡沫，从而使产品质量劣化。因此，低聚糖的粘度是控制镜片润湿性的重要因素。下文提供对用于本文的隐性镜片的组合物成分以及制备隐性镜片的方法的详细说明。用于本文的隐性镜片的组合物包含丙稀酰基单体和低聚糖作为重要成分。本文的丙稀酰基单体可以选自丙烯酸；甲基丙烯酸；丙稀酰胺A-C15饱和或不饱和烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；含有1-3个取代羟基烷基的C1-C15羟基烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；N，N-二(C1-C15饱和或不饱和烷基)丙稀酰胺和它们的混合物。特别地， 本文的丙稀酰基单体可以选自丙烯酸(AA)，甲基丙烯酸(MA)，丙稀酰胺，月桂基甲基丙烯酸酯(LMA)，羟基乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)，甘油单甲基丙烯酸酯(GMMA)，N，N-二甲基丙稀酰胺(DMA)和它们的混合物。此外，为了改进隐性镜片的亲水性，丙稀酰基单体可以部分用选自N-乙烯基吡
5咯烷酮(NVP)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)的亲水性单体取代。亲水性单体的用量可以是
0-50Wt%，优选10-30Wt%。当替代丙稀酰基单体的亲水性单体的量高于50wt%时，拉伸强度可能劣化。在包含丙稀酰基单体和低聚糖作为重要成分的用于隐性镜片的组合物中可以含有30-99. 99wt%的丙稀酰基单体和0. 01-70衬％的低聚糖，优选40-99. 99wt%的丙稀酰基单体和0.01-60wt%的低聚糖。当丙稀酰基单体的量小于前述范围或低聚糖的量太高时，通过交联制备的复合膜可能是脆性的。相反，当丙稀酰基单体的量太高或低聚糖的量太低时， 难以形成具有控制的孔尺寸和用于改进镜片的拉伸强度和润湿性的IPN内部结构。此外，用于本文的隐性镜片的组合物可以另外含有用于改进镜片润湿性的有机硅化合物。有机硅化合物是包含硅(Si)原子的烃化合物，本文的有机硅化合物的硅(Si)原子可以取代或未取代有羟基、C1-Cltl烷氧基、酰胺、酯或甲硅烷氧基基团。本文的有机硅化合物的实例不受限制的包括2-(三甲基甲硅烷基氧基)乙基甲基丙烯酸酯，三(3-甲基丙稀酰基氧基丙基)硅烷，3-三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯和4-甲基丙稀酰基氧基丁基-封端聚二甲基硅氧烷。在包含丙稀酰基单体、低聚糖和有机硅化合物作为重要成分的用于隐性镜片的组合物中可以含有30-99. 98wt %的丙稀酰基单体、0. 01-20wt %的低聚糖和0. 01_50wt %的有机硅化合物，优选40-94. 9wt%的丙稀酰基单体、0. l_15wt%的低聚糖和5_45wt%的有机硅化合物。当含有的有机硅化合物小于前述量时，改进润湿性的效果不显著，而当它含有的太多时，镜片可能由于硬度增加而是脆性的，同时拉伸强度和润湿性剧烈下降。因此，应当含有适当的量用于改进隐性镜片弹性的有机硅化合物，以制备具有足够拉伸强度和润湿性的隐性镜片。通过利用本文的组合物如通常一样进行聚合，制备具有复合膜形状的隐性镜片。将交联剂例如偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化苯甲酰和2，5-二甲基-2，5-二 Q-乙基己酰过氧基)己烷加入本文的组合物，在室温-200°C的温度下，在搅拌的条件下进行交联，之后模塑成厚度为0. 04-2. Omm的膜，从而提供隐性镜片。本文的隐性镜片的润湿性可以通过控制交联的程度(即聚合物的分子量)而改进。因此，本文制备的隐性镜片是具有IPN内部结构的薄透明固化膜。来自低聚糖的亲水性官能团存在于如此制备的膜的内部结构中或外表面上，化学吸附水和因此控制隐性镜片的接触角。如此制备的隐性镜片具有3-15kg/cm2的拉伸强度，38_65%的水含量，40-150°的润湿角和0. 3-1. 6MPa的弹性。本文的隐性镜片显示相对高的氧渗透性，甚至在佩戴数十天之后也维持高水平的氧含量，不会导致眼科疾病例如眼球干燥症和角膜浮肿。实施例将基于以下实施例描述本发明。然而，本发明不受限于以下实施例。对比例1-3和实施例1-9。通过使用丙稀酰基单体独自(对比例1-3)以及丙稀酰基单体和低聚糖(实施例
1-9)制备多种用于隐性镜片的组合物，如表1中所示。组合物(IOOg)添加有偶氮二异丁腈(0. 4g)作为交联剂，和搅拌以获得单体混合物。在具有隐性镜片形状的模具中进行热聚
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对比例4-5和实施例10-18。通过使用丙稀酰基单体和有机硅化合物(对比例4- 以及丙稀酰基单体、低聚糖和有机硅化合物(ACrymerTM-SiHy843，效应成分；有机硅丙烯酸酯)(实施例10-18)制备多种用于隐性镜片的组合物，如表1中所示。组合物IOOg添加有偶氮二异丁腈(0.4g)作为交联剂，和搅拌以获得单体混合物。在具有隐性镜片形状的模具中进行热聚合。实施例和对比例中使用的单体的缩写名称如下。HEMA 羟基乙基甲基丙烯酸酯GMMA 甘油单甲基丙烯酸酯MA:甲基丙烯酸DMA :N, N- 二甲基丙稀酰胺NVP =N-乙烯基吡咯烷酮测试实施例隐性镜片性质的评价测试了对比例1-5和实施例1-18中制备的隐性镜片的性质以及商业隐性镜片产品的性质，结果提供在表1中。测试方法1)拉伸强度，根据JIS K7113 :1995测量。2)水含量，根据 IS018369-4 :2006 测量。3)润湿角(° )，根据捕获气泡(captive bubble)测量法利用DSA100测量。4)弹性(MPa)，通过用于杨氏模量的方法测量。表 权利要求
1.用于隐性镜片的组合物，包含(a)丙稀酰基单体，30-99.99wt% ；和(b)低聚糖，0.01-70wt%o
2.权利要求1的用于隐性镜片的组合物，其包含(a)丙稀酰基单体30-99.98wt% ；(b)低聚糖0.01-20wt% ；和(c)有机硅化合物，0.01_50wt%。
3.权利要求1或2的用于隐性镜片的组合物，其中丙稀酰基单体选自丙烯酸；甲基丙烯酸；丙稀酰胺K1-C15饱和或不饱和烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；包含1-3个取代羟基烷基的C1-C15羟基烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；N，N-二(C1-C15饱和或不饱和烷基)丙稀酰胺和它们的混合物。
4.权利要求1或2的用于隐性镜片的组合物，其中丙稀酰基单体还包含选自N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)的亲水性单体。
5.权利要求1或2的用于隐性镜片的组合物，其中低聚糖取代或未取代有选自羟基 (-0H)、羧酸(-C00H)、羧酸酯(-C00R，R = C1^6 烷基)、酮(-C0-)、醛(-C0H)、酰胺(-NHC0-)、 烷酸酯(RC00-，R = CV6烷基)和羟基甲基(-CH2OH)基团的亲水性基团。
6.权利要求5的用于隐性镜片的组合物，其中低聚糖的粘度为30-20，OOOcP。
7.权利要求6的用于隐性镜片的组合物，其中低聚糖选自蔗糖低聚糖，麦芽糖低聚糖，乳糖低聚糖，葡萄糖低聚糖，葡萄糖胺低聚糖，N-乙酰基葡萄糖胺低聚糖，吡喃葡糖苷低聚糖，葡糖胺聚糖低聚糖，半乳糖醛酸低聚糖，纤维二糖低聚糖和海藻素低聚糖。
8.权利要求2的用于隐性镜片的组合物，其中有机硅化合物的硅(Si)原子取代或未取代有羟基、C1-C10烷氧基、酰胺、酯或甲硅烷氧基基团。
9.权利要求2或8的用于隐性镜片的组合物，其中有机硅化合物选自2-(三甲基甲硅烷基氧基)乙基甲基丙烯酸酯，三(3-甲基丙稀酰基氧基丙基)硅烷，3-三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯和4-甲基丙稀酰基氧基丁基-封端聚二甲基硅氧烷。
10.一种水凝胶隐性镜片，其是通过使权利要求1或2的组合物交联而制备的复合膜。
11.权利要求10的水凝胶隐性镜片，其是具有IPN亚结构的复合膜。
12.权利要求11的水凝胶隐性镜片，其具有3-15kg/cm2的拉伸强度，30-75%的水含量，40-150°的润湿角和0. 3-1. 6MPa的弹性。
全文摘要
本发明涉及具有改进的润湿性的水凝胶隐性镜片，和特别是具有IPN(互穿聚合物网络)内部结构的复合膜的水凝胶隐性镜片，其通过使含有丙稀酰基单体和低聚糖和可选的有机硅化合物作为主成分的用于隐性镜片的组合物交联而制备。由于本文的隐性镜片中存在低聚糖，可以使拉伸强度和润湿性最大化，以提供优越的佩戴感觉，和即使在长期储存在护理溶液例如洗涤溶液、储存溶液和除蛋白质溶液中之后也维持润湿性。
文档编号G02C7/04GK102246086SQ200980149208
公开日2011年11月16日 申请日期2009年4月27日 优先权日2008年12月31日
发明者尹景熙, 张泰善, 金炯錄 申请人:茵洛, 韩国化学研究院